RÉSEAUX ET TÉLÉCOMMUNICATION COSNI COuches Semipolaires de semiconducteurs NItrures de qualité optimale pour applications opto-électroniques Programme Blanc BLAN08-1_323691 OBJECTIFS DU PROJET Le but de COSNI était d’étudier les possibilités d’une technonlogie semipolaire nitrures, en abordant particulièrement l‘orientation (11-22) pour applications optoélectroniques. Nous avons proposé deux domaines d’application: Optoélectrinique dans le Visible: Demonstrateur: Diode Electroluminescente Optoélectronique Infrarouge: Demonstrateur: Photodétecteur infrarouge à puits quantiques, remplacé par un QCD. Plaquette de GaN semipolaire QCD assistée par plasma) ont été mises en œuvre pour optimiser la croissance des couches semipolaires. Au cours du projet COSNI, nous avons mis au point une méthode de croissance originale des couches semipolaires de GaN par épitaxie latérale asymétrique qui a permis de diminuer les densités des défauts cristallins de plus de deux ordres de grandeurs. Le mécanisme d'arrêt des fautes d'empilement basales a été identifié, il met en oeuvre des fautes d'empilement prismatiques. Les dopages p et n ont été optimisés et une émission lumineuse allant jusqu’au jaune à été mise en évidence. Concernant les alliages ternaires, nous avons constaté des différences dans l’incorporation de l’In par rapport à l’orientation polaire, notamment une amélioration par MOVPE et une inhibition par MBE. Par ailleurs, nous avons détecté une séparation de phase dans l’AlGaN (11-22) MBE dès que la concentration en Al dépasse 10%. Finalement, nous avons observé pour la première fois l’absorption intersousbande dans les nanostructures semipolaires. CONCLUSION ET PRESPECTIVES MÉTHODOLOGIE ET RESULTATS Pour la réalisation des objectifs de COSNI, la croissance des couches et héterostructures était prise en charge par les deux plus gros laboratoires publics français dans le domaine des nitrures (CEA-INAC et CRHEA). avons constaté des différences dans l’incorporation de l’In par rapport à l’orientation. Les trois techniques les plus performantes du domaine (épitaxie aux hydrures en phase vapeur, la croissance en phase vapeurs aux organométalliques, et l'épitaxie aux jets moléculaires COSNI a représenté un avancement important pour la technologie des nitrures semipolaires, avec des résultats majeurs tels que le développement de la méthode ELO asymétrique, qui amène une réduction de la densité des défauts cristallins de plus de deux ordres de grandeurs, ainsi qu'une ouverture importante vers la fabrication des plaquettes semipolaires de GaN autosupporté qui reste à concrétiser en mettant au point des procédures de polissage adaptées. L'intense effort de recherche nous a conduit à la fabrication des composants émettant dans le rouge-orange, à la première observation de transitions intersousbandes dans des puits quantiques et boîtes quantiques semipolaires, ainsi qu'à la fabrication de structures complètes d'un photodétecteur à cascade quantique qui montre une absorption intersousbande dans l’infrarouge moyen à température ambiante. Bien évidemment, il est clair que la technologie des nitrures semipolaires n'est pas encore standardisée et qu'un gros effort de recherche fondamentale reste encore indispensable. COORDINATEUR: Pierre Ruterana, CIMAP-ENSICAEN, 14050, Caen; PARTENAIRES: Eva Monroy, CEAINAC, Grenoble; Gilles Nataf, CRHEA-CNRS, Sophia Antipolis; Maria Tchernycheva, IEF-Uni. Paris Sud, Orsay … [email protected] logo CRHEA